100美元基因測序開啟個人醫(yī)療時代

　　獲得完整的個人基因密碼序列，需要花費多少錢？35萬美元？這是去年冬季的價格。瑞士百萬富翁丹·斯多埃塞斯庫（Dan Stoicescu）選擇了以購買一輛賓利汽車的價格，得到了自己的基因圖譜。當時，丹·斯多埃塞斯庫很清楚，再過幾個月，這個價格就會像股票一樣大幅下跌。果不其然，據(jù)美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司上個月公布的報告，在未來的六個星期中，購買個人完整基因組圖譜只需要6萬美元。有科學家估計，在未來的三年中，這個價格甚至會降至1000美元。不過，科學家似乎對這個結(jié)果仍然不甘心，他們的目標是——100美元，相當于一條牛仔褲的價格。

　　五年后，100美元

　　“在十年前，人們可能還會覺得我們的這個項目只是科幻電影。”瑞多基·德芒納克（Radoje Drmanac）是美國完整染基因公司（Complete Genomics）的首席科學家，該公司位于加利福尼亞山景城（Mountain View, CA）。他所說的項目，正是這個讓人花100美元就能了解自己遺傳密碼的工程。在整個項目的研究中，完整染色體組公司得到了生物納米矩陣公司（BioNanomatrix）的納米技術(shù)支持。他們正在全力開發(fā)的快速基因測序方法，能在24小時內(nèi)完整讀取個人基因圖譜。盡管這個讓基因測序變得平民化的夢想，至少還需要五年的時間去實現(xiàn)，但瑞多基·德芒納克他們?nèi)匀粚Υ顺錆M了信心。

　　說到技術(shù)層面，瑞多基·德芒納克所采用的技術(shù)，與要在三年內(nèi)實現(xiàn)1000美元完整基因組測序的美國基因公司（US Genomics）基本上屬于同一種思路。其核心在于一種名為“納米流體”(Nanofluidic)的芯片。在這種比一片手指甲還小的芯片里，納米級的流體拖曳出DNA分子長鏈，讓其中的分子徐徐展開，通過像保齡球瓶一樣排列的管道中。這時芯片會取一個基因組作為參考，用熒光標記被測DNA鏈中與參考基因組不同的堿基對。DNA鏈通過管道時，探測器就順勢讀取這些用熒光做過標記堿基對的順序。然后，添上與參考基因組相同的堿基對，就完成了成為整個基因的序列。這種快速方法每分鐘可以測序大約200000個堿基對。

　　目前，提供多數(shù)基因測序的生物科技公司采用的測序方法，都是根據(jù)1977年由“基因狂人”克雷格·文特爾（Craig Venter）發(fā)明的“全基因組鳥槍法測序”發(fā)展而來。這種化學測序方法又被稱為“霰彈法”，需要把DNA長鏈切割成若干片段，對每個片段進行測序，然后用計算機把碎片序列重新拼接成整個DNA的序列。盡管，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，測序設(shè)備的速度早已今非昔比，但這種方法每次仍然只能閱讀大約1000個堿基對，還需要費時費錢的準備和分析過程。用這種傳統(tǒng)測序方法，人類基因組的次測序耗費十多年，花費30億美元，直到2003年才初步完成。去年，DNA雙螺旋之父詹姆士·沃森（James Watson）也通過改良后的“鳥槍法”獲得了自己的基因圖譜，并付出了100萬美元。

　　不過，將基因圖譜看作品的觀念馬上就要過時了。越來越多的生物科技公司開始向人們提供完整基因測序服務(wù)，按照目前的態(tài)勢發(fā)展，完整基因測序已經(jīng)成為一種商業(yè)行為。而縱觀其歷史發(fā)展軌跡，竟和計算機的普及過程頗有幾分相似。計算機剛誕生時，也讓人可望而不可即，而現(xiàn)在幾乎人手一臺，還是那種小巧的筆記本電腦。再看看現(xiàn)在電腦制造商的競爭激烈程度，這會不會也是未來基因組測序服務(wù)的景象？

　　基因的秘密

　　人們對于描繪自身完整基因圖譜的熱衷，并不是完全出于圖新鮮和看熱鬧。每個人都有了解自己的權(quán)利，每次基因，檢測人員都會從被檢測對象的血管中抽取三試管血，就在這些試管中，隱藏著人類了解自己秘密的鑰匙——基因。那么，基因到底對人們有著怎么樣的意義？

科學家在繪制出人類基因組圖譜后發(fā)現(xiàn)，任意兩個不相關(guān)的個體的DNA序列有99.9%是一致的。就是說，人類所有的差別就包含在剩下的0.1%中。也就是這看似微不足道的0.1%，決定了每個人的外貌、性格傾向、能力、可能獲得某種疾病的概率以及其他種種特征，造成了人類社會的豐富性和復雜性。

　　對于醫(yī)療工作者來說，解開這0.1%差別的秘密，就能真正開啟個人醫(yī)療的時代，為病人度身定制醫(yī)療方案，精確地實現(xiàn)對癥下藥的目的。研究者發(fā)現(xiàn)，在這0.1%的差別中，有90%的部分是由單個核苷酸的變異引起DNA序列多態(tài)性所導致的。雖然，人類單核苷酸的多態(tài)性會有所差別，但絕大部分的差別對人的表征沒有影響。而一旦這些由單核苷酸所引起的差別產(chǎn)生了影響，就有可能引起基因功能的改變，從而影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的正常功能，或者在蛋白質(zhì)功能不變的情況下造成蛋白質(zhì)數(shù)量的改變。這些改變，將導致某一類人對某種疾病的抵抗能力減弱，某一類人對某種藥物特別敏感，而另一些藥卻對某一類人無效，某一類人的某項身體機能特別強或者特別弱。完全了解自己的基因組，破解這些身體的秘密，將有助于人類做好更多預(yù)防準備工作。不止是科學家的愿景——讓100美元基因組測序時代來得更快一些吧。